(57)【要約】【課題】移動型ロボットの移動走行軌道の図示化を、労力を要さずにおこない、移動型ロボットの位置表示及び移動走行軌道の変更を容易におこなえる、ＩＣタグ対応移動型ロボット検知位置システムを提供する。【解決手段】移動型ロボット１０２の移動走行軌道上に非接触無線ＩＣタグ１０１を配置し、移動型ロボット１０２にリーダ・ライタアンテナ部１０３、リーダ・ライタ本体部１０４、無線部１０５、制御部１０６を設置し、基地局１０７において、非接触無線ＩＣタグ１０１からの情報及び、移動型ロボット１０２の動作状況情報に基づき、移動型ロボット１０２の移動走行軌道を図示化し、非接触無線ＩＣタグ１０１情報の読み取り位置を移動走行軌道図上に示し、基地局１０７からの指示情報により、移動型ロボット１０２の移動走行軌道の変更をおこなう。【選択図】      図１
2006146850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面或いは、地表面に、配置した非接触無線ＩＣタグ、ライントレース対応の移動型ロボット及び、移動型ロボットへ設置した、非接触無線ＩＣタグに対応するリーダ・ライタアンテナ部、リーダ・ライタアンテナ部への電磁エネルギーの供給或いは、非接触無線ＩＣタグへの情報の書き込み信号の生成或いは、リーダ・ライタアンテナ部が受信した非接触無線ＩＣタグからの情報信号を変換処理するリーダ・ライタ本体部、基地局或いは、基地局に接続されている中継器との情報通信をおこなう無線部、非接触無線ＩＣタグ情報及び基地局からの情報に基づき移動型ロボットの動作を制御し、また、移動型ロボットの動作状況を演算処理し、動作情報信号として生成する制御部、無線部との情報通信をおこない、情報の保存、指示情報の発信、情報解析処理及び、情報表示をおこなう基地局、基地局に接続された中継器、によりシステムを構成し、移動型ロボットの動作中にリーダ・ライタアンテナ部によって読み取った非接触無線ＩＣタグ情報及び移動型ロボットの動作状況情報に基づき、基地局において、移動型ロボットの移動走行軌道を基地局の表示部に図示化する、ＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システム。
【請求項２】
移動型ロボットの動作中において、移動型ロボットへ設置したリーダ・ライタアンテナ部が読み取った、床面或いは、地表面に、配置した非接触無線ＩＣタグ情報を基地局に伝送し、読み取った非接触無線ＩＣタグの情報を、基地局の表示部に図示化した移動型ロボットの移動走行軌道上のリーダ・ライタアンテナ部が非接触無線ＩＣタグ情報を読み取った位置に数値或いは、記号として表示をおこない、リーダ・ライタアンテナ部による非接触無線ＩＣタグ情報の読み取り位置を点滅表示させ、移動型ロボットの位置情報として或いは、基地局に保存された移動型ロボットの位置情報としての情報を、基地局に保存されている他の情報とともに必要に応じ基地局の表示部に表示する、請求項１記載のＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システム。
【請求項３】
基地局からの、移動型ロボットへ設置した制御部に対する、非接触無線ＩＣタグに書き込まれた移動型ロボットに対する動作制御情報に対応する指示情報に基づき、移動型ロボットの動作中において、床面或いは、地表面に配置した非接触無線ＩＣタグに書き込まれた移動型ロボットに対する動作制御情報信号をリーダ・ライタアンテナ部により読み取り、動作制御情報信号を制御部へ伝達し、移動型ロボットの動作制御をおこなう、請求項１記載のＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、非接触無線ＩＣタグを用いて、ライントレース対応の移動型ロボットの移動走行動作時の移動走行軌道の図示化及び、位置情報、制御情報の提供を容易に行う手段に関する。
【背景技術】
【０００２】従来の工場などの屋内で部品の搬送用に使用されているライントレース移動型ロボットは、移動型ロボットの移動始点から移動終点までの経路に白線テープを貼り、移動型ロボットに設置しているセンサにて白線テープ軌道の確認を行いながら移動走行し、移動目標地点に設置した停止線を移動型ロボットに設置したセンサにて読み取ることにより、移動走行動作の停止を行わせている。移動走行動作開始は、移動型ロボットに設置してある移動走行動作開始スイッチにて行っている。【０００３】また、図３に示すように、停止線の替わりに、床面にバーコードを配置し、移動型ロボットに設置しているバーコードリーダにて読み取り、移動走行動作を停止させる、という手段も講じられている。【０００４】白線テープに沿って走行する方法の他には、側壁を利用し、超音波の反射を感知し、側壁から一定の距離を保持しながら走行する方法や、赤外線の反射を利用して、走行する方法もとられている。【０００５】最近では、無人自動車の高速走行対応として、地面に磁石を埋め込み、磁気センサで、感知するという手段も検討されている。【０００６】また、移動型ロボットの位置検知をおこなうに際しては、ＧＰＳシステムを使用する方法がとられている。【０００７】さらに、位置検知に関しては、無線ＬＡＮシステムを使用し、電波の到来時間差測定に基づく三辺測量でおこなう方法も講じられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】しかしながら、屋内におけるライントレース対応の移動型ロボットは、主に部材の搬送目的に使用しているため、移動始点と移動終点位置は、決められているが、移動走行動作中の移動型ロボットの位置を確認するには、目視に頼っており、常時、移動型ロボットの位置管理ができない、という問題がある。【０００９】また、床面に配置したバーコードを移動型ロボット内に設置してあるバーコードリーダで読み取り、移動型ロボットの動作を制御する際には、バーコード面に汚れやゴミが付着して誤認識或いは、読み取れない、という問題もある。【００１０】さらに、側壁を利用し、超音波の反射をセンサで読み取り、移動型ロボットが移動走行する場合には、側壁が音を反射しやすい材質でなければならず、周囲の雑音の影響によっても誤動作しやすく、赤外線の反射を利用する方法においても、赤外線が反射しやすい素材の側壁でなければならず、また、側壁に沿ってのみの移動走行動作となり、使用範囲が限定されてしまう、という問題もある。【００１１】無人走行自動車の走行対応としての磁気センサで感知する方法は、単一の移動走行経路を判断する場合には、有効であるが、複数の移動走行経路の変更や移動型ロボットの位置検知に対しては、不向き、という問題がある。【００１２】また、パーソナルコンピュータを利用し、移動型ロボットの移動走行中の位置検知を行う際には、移動始点からの移動距離を算出する方法が一般的と考えるが、移動型ロボットの移動走行速度及び、走行時間により算出するか、移動型ロボットに装着されている車輪の回転数により算出することになるが、移動型ロボットは、直線走行と曲線走行では、走行速度も異なる場合もあり、移動走行経路の変更の度に、算出するのは、容易なことではない、という問題もある。【００１３】さらに、移動型ロボットの移動走行軌道をパーソナルコンピュータの画面上に図示する際には、かなり複雑なシステムを構築する必要があり、コストが膨大となり、移動走行軌道の図示変更が容易には、できないという問題がある。【００１４】移動型ロボットの位置検知という意味では、ＧＰＳシステムの使用が最近では、一般化されているが、測定誤差が大きく、測定誤差を小さくするシステムを構築するには、かなりのコストを要することとなる。また、ＧＰＳシステムは、移動型ロボットの位置検知を目的としており、移動型ロボットの移動走行軌道の変更や動作制御に際しては、別のシステムが必要となる、という問題もある。【００１５】また、無線ＬＡＮを使用した場合には、電波の到来時間差を利用しているため、金属などの反射物の影響により、使用範囲が限定され、位置検出の測定誤差も数メートルも生じる場合もある、という問題もある。【００１６】本発明は、以上述べてきた課題を同時に解決するものであり、ライントレース対応の移動型ロボットの移動走行軌道の画面上への図示化及び、位置情報の表示をおこなう上において必要な情報を容易に提供し、移動型ロボットの動作制御をも容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】本発明のＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システムは、床面或いは、地表面に、配置した非接触無線ＩＣタグ、ライントレース移動型ロボット及び、移動型ロボットへ設置した、非接触無線ＩＣタグに対応するリーダ・ライタアンテナ部、リーダ・ライタアンテナ部への電磁エネルギーの供給或いは、非接触無線ＩＣタグへの情報の書き込み信号の生成或いは、リーダ・ライタアンテナ部が受信した非接触無線ＩＣタグからの情報信号を変換処理するリーダ・ライタ本体部、基地局或いは、基地局に接続されている中継器との情報通信をおこなう無線部、非接触無線ＩＣタグ情報及び基地局からの情報に基づき移動型ロボットの動作を制御し、また、移動型ロボットの動作状況を演算処理し、動作情報信号として生成する制御部、無線部との情報通信をおこない、情報の保存、指示情報の発信、情報解析処理及び、情報表示をおこなう基地局、基地局に接続された中継器、という構成を有している。
この構成により、移動型ロボットの移動走行動作中に、移動型ロボットへ設置したリーダ・ライタアンテナ部は、移動型ロボットの移動走行軌道上に配置された非接触無線ＩＣタグからの情報信号を読み取り、読み取った情報信号は、リーダ・ライタ本体部及び無線部を経由して基地局へ伝送される。また、移動型ロボットの制御部から、無線部を経由して、基地局へ移動型ロボットの動作状況情報が、伝送される。これらの情報に基づき、基地局において情報解析をおこない、移動型ロボットの位置座標を作成し、基地局の表示部に図示化されることとなる。【００１８】また、本発明のＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システムは、移動型ロボットの動作中において、移動型ロボットへ設置したリーダ・ライタアンテナ部が読み取った、床面或いは、地表面に、配置した非接触無線ＩＣタグ情報を基地局に伝送し、読み取った非接触無線ＩＣタグの情報を、基地局の表示部に図示化した移動型ロボットの移動走行軌道上のリーダ・ライタアンテナ部が非接触無線ＩＣタグ情報を読み取った位置に数値或いは、記号として表示をおこない、リーダ・ライタアンテナ部による非接触無線ＩＣタグ情報の読み取り位置を点滅表示させる構成を有している。この構成により、移動型ロボットの位置を基地局の表示部に表示でき、また、必要に応じて、基地局に保存した移動型ロボット位置情報を表示部で確認できることとなる。【００１９】さらに、本発明のＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システムは、移動型ロボットの動作中において、基地局からの指示情報に基づき、床面或いは、地表面に配置した非接触無線ＩＣタグに書き込まれた、移動型ロボットに対する動作制御情報信号をリーダ・ライタアンテナ部により読み取り、動作制御情報信号を制御部へ伝達し、移動型ロボットの動作制御をおこなう構成を有している。この構成により、基地局からの移動型ロボットに対する動作制御指示情報が無くても、非接触無線ＩＣタグ情報のみによる移動型ロボットの動作制御が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】以上のように本発明は、移動型ロボットの移動走行軌道上に配置された非接触無線ＩＣタグ情報及び移動型ロボットの動作状況情報に基づき、基地局において自動的に移動型ロボットの移動走行軌道が表示部に図示化されることにより、移動走行軌道を変更した場合でも、労力を要することなく、変更した移動走行軌道の図示化が容易にできる。
また、基地局において、図示化した移動走行軌道上に、読み取った非接触無線ＩＣタグ情報を表示できることにより、移動型ロボットの位置情報として観ることができ、また、情報の保存が可能であるため、本発明以外の情報との同期を取り、対にした位置情報として観ることもできる
さらに、ライントレース対応の移動型ロボットの移動走行軌道上に配置した非接触無線ＩＣタグからの動作制御情報信号により、移動型ロボットの動作制御ができ、非接触無線ＩＣタグの動作制御情報信号の書き換え或いは、制御部への基地局からの動作制御情報信号に対する、移動型ロボットの動作判断基準変更によっても、動作制御の変更が可能となる、という効果を有するＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システムを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】以下、図１、図２の実施例により発明実施の態様を説明するが例示は、単に説明用のものであり、発明思想の制限、又は、限定を意味するものではない。
本発明の第１の実施の形態のＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システムを図１に示す。
図１は、床面或いは、地表面に配置した非接触無線ＩＣタグ１０１、ライントレース対応の移動型ロボット１０２及び、移動型ロボット１０２へ設置した、非接触無線ＩＣタグ１０１に対応するリーダ・ライタアンテナ部１０３、リーダ・ライタアンテナ部１０３への電磁エネルギーの供給或いは、非接触無線ＩＣタグ１０１への情報の書き込み信号の生成或いは、リーダ・ライタアンテナ部１０３が受信した非接触無線ＩＣタグ１０１からの情報信号を変換処理するリーダ・ライタ本体部１０４、基地局１０７或いは、基地局１０７に接続されている中継器１０８との情報通信をおこなう無線部１０５、非接触無線ＩＣタグ１０１情報及び基地局１０７からの情報に基づき移動型ロボット１０２の動作を制御し、また、移動型ロボット１０２の動作状況を演算処理し動作情報信号として生成する制御部１０６、無線部１０５との情報通信をおこない、情報の保存、指示情報の発信、情報解析処理及び、情報表示をおこなう基地局１０７、による構成を示している。
以上の構成による動作説明をする。
ライントレース対応の移動型ロボット１０２の移動走行軌道上の床面或いは、地表面に配置した各非接触無線ＩＣタグ１０１に固有情報として、位置符号として用いる識別番号及び移動型ロボットの動作制御符号として用いる認識番号を書き込む。書き込み方法としては、非接触無線ＩＣタグ１０１を床面或いは、地表面に配置する前に、書き込み専用のリーダ・ライタ装置で書き込み、その後に配置する方法、或いは、非接触無線ＩＣタグ１０１を床面或いは、地表面に配置後、移動型ロボット１０２を各非接触無線ＩＣタグ１０１上を移動走行させ、リーダ・ライタ本体部１０４及びリーダ・ライタアンテナ部１０３により書き込んでもよい。
次に、ライントレース対応の移動型ロボット１０２を床面或いは、地表面に引いたライン上を移動走行させる。そのとき、床面或いは、地表面に配置した非接触無線ＩＣタグ１０１は、リーダ・ライタ本体部１０４で生成された電磁エネルギーをリーダ・ライタアンテナ部１０３より受信し、各非接触無線ＩＣタグ１０１が保有する固有情報信号を発信する。発信された固有情報信号をリーダ・ライタアンテナ部１０３で受信し、リーダ・ライタ本体部１０４に伝達する。伝達された固有情報信号を復調し、リーダ・ライタ本体部１０４より無線部１０５へ伝達し、無線部１０５から基地局１０７或いは、基地局１０７に接続されている中継器１０８へ伝送する。
また、移動型ロボット１０２の動作を制御する制御部１０６より移動型ロボット１０２の移動速度情報及び、移動距離情報、右左折情報を動作状況情報信号として無線部１０５へ伝達し、無線部１０５から基地局１０７或いは、基地局１０７に接続されている中継器１０８へ伝送する。
このとき、移動速度情報及び移動距離情報は、移動型ロボット１０２の車輪径や動力として用いるモータの回転数からの割り出し、また、右左折情報は、ジャイロスコープの使用によるものでもよく、限定するものではない。
基地局１０７において、伝送されてきた情報を基に移動型ロボットの移動始点を２次元座標軸のＸ軸及びＹ軸ともに
【０，０】
座標とし、移動型ロボット１０２が移動始点から各非接触無線ＩＣタグ１０１までの移動走行した距離を数値化し、移動走行動作中に読み取った各非接触無線ＩＣタグ１０１に書き込まれている位置符号とともに、２次元点座標情報として基地局１０７の表示部に図示表示する。その後、２次元点座標情報として図示された順に点座標を線で結び図示表示する。
以上のように、各非接触無線ＩＣタグ１０１情報を移動型ロボット１０２に設置したリーダ・ライタアンテナ部１０３により読み取った順に基地局１０７の表示部に図示でき、移動型ロボット１０２の移動動作軌道の変更をした場合でも、再度移動型ロボット１０２を移動走行をさせ、各非接触無線ＩＣタグ１０１情報及び、そのときの移動型ロボット１０２の動作状況情報を基地局１０７に伝送することにより、容易に新しい移動走行軌道を図示化できる。
【００２２】次に、本発明の第２の実施の形態のＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システムを図２に示す。
図２は、図１で示した基地局１０７の表示部２０１を示している。表示部２０１中には、図１で示した移動型ロボット１０２の移動走行軌道２０２及び図１で示したリーダ・ライタアンテナ部１０３が読み取った、各非接触無線ＩＣタグ１０１情報としての、位置符号として用いる識別番号及び読み取り位置２０３を示している。
以上の表示による動作を説明する。
前述したように図１に示した各非接触無線ＩＣタグ１０１は、位置を区別するための位置符号としての識別番号が書き込まれており、図１に示した移動型ロボット１０２に設置したリーダ・ライタアンテナ部１０３が読み込んだ識別番号は、図１に示した基地局１０７へ伝送される。
伝送されてきた識別番号は、前述した２次元点座標情報とともに、図１に示した基地局１０７において保存される。ゆえに、各２次元点座標上或いは、近隣に識別番号を別の数字或いは、記号に変換して表示することは、簡単なプログラムを作成することで可能であり、２次元点座標部分の点滅表示をさせることも容易である。
また、図１に示した基地局１０７に保存された各位置符号としての識別番号を表示部２０１に表示するタイミングは、図１に示した基地局１０７において、図１に示した無線部１０５から受信する都度表示する、或いは、基地局１０７に保存した他の情報をトリガ信号として、表示させてもよく、単に設計上の選択肢であり、本発明に属する。
以上のように、表示部２０１において、表示された移動走行軌道２０２上に図１に示した各非接触無線ＩＣタグ１０１の位置符号としての識別番号が表示されることにより、図１に示した移動型ロボット１０２の位置が、明確になる。
【００２３】次に、本発明の第３の実施の形態のＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システムを図１にて説明する。
図１は、基地局１０７からの、移動型ロボット１０２へ設置した制御部１０６に対する、非接触無線ＩＣタグ１０１に書き込まれた移動型ロボット１０２に対する動作制御情報に対応する指示情報に基づき、移動型ロボット１０２の動作中において、床面或いは、地表面に配置した非接触無線ＩＣタグ１０１に書き込まれた移動型ロボット１０２に対する動作制御情報信号をリーダ・ライタアンテナ部１０３により読み取り、動作制御情報信号を制御部１０６へ伝達し、移動型ロボット１０２の動作制御をおこなう構成も示している。
以上の構成による動作説明をする。
前述したように非接触無線ＩＣタグ１０１には、移動型ロボット１０２に対する動作制御符号として用いる認識番号が書き込まれている。
また、移動型ロボット１０２に設置した制御部１０６には、動作制御として移動型ロボット１０２の動作可能範囲である、移動走行速度、直進走行、右左折走行、走行停止、に関するプログラム設定がなされている。
ゆえに、基地局１０７からの移動型ロボット１０２に対する、動作制御と認識番号との関連指示情報に基づき、リーダ・ライタアンテナ部１０３より読み込んだ認識番号を制御部１０６にて識別し、識別した結果を動作制御プログラムに照合させることにより、移動型ロボット１０２の動作制御プログラムを稼働させ、移動型ロボット１０２の動作制御をおこなうことができる。
以上のように、非接触無線ＩＣタグ１０１からの認識番号を読み取ることによって、基地局１０７から移動型ロボット１０２の移動走行軌道の制御が可能となり、ライン上の移動走行軌道であれば、自由に移動走行軌道を変更することができる。以上の説明により、ＩＣタグ対応移動型ロボット位置検知システムの構築が実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】以上のことから、ライントレース対応の移動型ロボットの移動走行軌道の図示化が労力を要せずに可能となり、移動型ロボットの位置検知も、画面上でおこなうことができ、基地局内に保存されている情報と同期させての位置検知もおこなうことができる。また、移動型ロボットの動作制御を非接触無線ＩＣタグを利用しておこなうことができるため、移動型ロボットの移動走行軌道の変更も容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第３の実施形態の構成事例図を示す。
【図２】本発明の第２の実施形態の構成事例図を示す。
【図３】従来のバーコードにおける事例図を示す。
【符号の説明】
１０１  非接触無線ＩＣタグ
１０２  移動型ロボット
１０３  リーダ・ライタアンテナ部
１０４  リーダ・ライタ本体部
１０５  無線部
１０６  制御部
１０７  基地局
１０８  中継器
２０１  表示部
２０２  移動走行軌道
２０３  識別番号及び非接触無線ＩＣタグ情報読み取り位置
３０１  バーコード
３０２  移動型ロボット
３０３  バーコードリーダ
【図１】
2006146850.tif 000003
【図２】
2006146850.tif 000004
【図３】
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